点火源对氮气惰化抑制甲烷爆炸的影响研究
发布时间：2021-02-14 22:28
矿井瓦斯爆炸对我国煤矿安全生产及灾后救援造成了严重威胁,发生爆炸的重要原因之一就是灾区存在能够引爆瓦斯的火源,目前对矿区复杂混合气体爆炸研究成果丰富,而对点火源特征的研究大部分关注在点火能量的影响,并且相关研究多采用电火花点火源进行实验,对非放电点火源点火研究较少。因此本文采用高温热源的点火方式,对比电火花点火源点火,分析了 N2对CH4爆炸的影响。论文首先对高温热源及电点火源的点火能进行了计算,高温热源点火方式为持续加热镍铬丝,点火能为8.7J,电点火源点火方式为电子脉冲点火,点火能为0.4J,两种点火源的表面积均约为10mm2,点火持续时间均为400ms。研究发现,相比电点火源点火,高温热源点火的爆炸三角形中临界氧浓度E点向左上方移动,一区整体缩小,这是使用高温热源点火导致CH4爆炸极限范围缩小和临界氧浓度升高的直接体现,也说明降低了 CH4爆炸的可能性;二区扩大,而三区缩小,说明窒息比减小,需要较少的N2就能使CH4处于完全惰化状态。在使用电点火源和...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 惰化抑爆的研究现状
1.2.2 点火源实验特性的研究现状
1.2.3 点火源特性对瓦斯抑爆影响的研究现状
1.2.4 现状分析
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
2 实验装置及实验方案
2.1 实验装置
2.1.1 多功能球形气体爆炸实验装置
2.1.2 实验辅助装置
2.1.3 实验点火装置
2.2 实验方案
2.2.1 实验目的
2.2.2 测试方案
2.2.3 实验步骤
2.2.4 实验环境
2.3 本章小结
3 点火源对氮气惰化甲烷爆炸极限的影响规律
3.1 点火源对氮气惰化甲烷爆炸极限的影响
3.1.1 爆炸极限的测试方法
3.1.2 电点火源点火条件下不同浓度氮气对甲烷爆炸极限的影响
3.1.3 高温热源点火条件下不同浓度氮气对甲烷爆炸极限的影响
3.1.4 两种点火源对氮气惰化甲烷爆炸极限的影响
3.1.5 两种点火源对氮气惰化甲烷爆炸危险度的影响
3.2 点火源对爆炸三角形与临界氧浓度的影响
3.2.1 爆炸三角形理论
3.2.2 计算方法
3.2.3 计算结果
3.2.4 点火源对临界氧浓度及爆炸三角形影响结果分析
3.3 本章小结
4 点火源对氮气抑制甲烷爆炸压力的影响
4.1 实验过程及条件
4.1.1 实验过程
4.1.2 实验环境
4.2 点火源对最大爆炸压力及其到达时间的影响
4.2.1 电点火源对最大爆炸压力及其达到时间的影响
4.2.2 高温热源对最大爆炸压力及其达到时间的影响
4.2.3 点火源对最大爆炸压力及其到达时间的影响对比
4.3 点火源对最大爆炸压力上升速率及其到达时间的影响
4.3.1 电点火源对最大爆炸压力上升速率及其到达时间的影响
4.3.2 高温热源对最大爆炸压力上升速率及其到达时间的影响
4.3.3 点火源对最大爆炸压力上升速率及其到达时间的影响对比
4.4 本章小结
5 点火源对氮气抑制甲烷燃爆火焰传播的影响
5.1 氮气对点火源的影响
5.1.1 实验过程及计算方法
5.1.2 氮气对电点火源的影响
5.1.3 氮气对高温热源的影响
5.2 点火源对初燃火焰水平传播速度的影响
5.2.1 实验过程及计算方法
5.2.2 甲烷爆炸初燃火焰水平直径随时间的变化情况
5.2.3 电点火源对初燃火焰水平传播速度的影响
5.2.4 高温热源对初燃火焰水平传播速度的影响
5.2.5 点火源对初燃火焰水平传播速度的影响对比
5.3 点火源对燃烧感应期的影响
5.3.1 实验过程及计算方法
5.3.2 电点火源对燃烧感应期的影响
5.3.3 高温热源对燃烧感应期的影响
5.3.4 点火源对燃烧感应期的影响对比
5.4 本章小结
6 结论及展望
6.1 主要结论
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]CO2与C3F7H抑制CH4爆炸对比实验研究[J]. 李润之. 煤矿安全. 2016(10)
[2]丙酮蒸气爆炸特性及抑爆试验研究[J]. 何昆,石英杰. 消防科学与技术. 2016(08)
[3]我国煤矿火灾防治现状及发展对策[J]. 梁运涛,侯贤军,罗海珠,田富超,于贵生. 煤炭科学技术. 2016(06)
[4]一氧化碳影响二氧化碳惰化甲烷爆炸的实验研究[J]. 程方明,邓军. 西安科技大学学报. 2016(03)
[5]瓦斯爆炸电火源点火特征的实验研究[J]. 史晓亮,徐景德,赖芳芳. 华北科技学院学报. 2016(02)
[6]惰性介质对甲烷/空气预混气体爆炸极限的影响[J]. 曲忠伟,颜事龙,李学超. 爆破器材. 2016(02)
[7]初始温度对二氧化碳抑爆效果影响的实验研究[J]. 冯梦梦,谭迎新,张曦呈,杨亚军. 消防科学与技术. 2015(11)
[8]多元惰气对瓦斯爆炸特性影响的实验研究[J]. 陈金健,胡双启,曹雄. 煤炭技术. 2015(08)
[9]CO2抑制甲烷-空气链式爆炸微观机理的仿真分析[J]. 罗振敏,康凯. 中国安全科学学报. 2015(05)
[10]CO2对矿井多组分可燃性气体抑爆特性的影响[J]. 陈晓坤,丁园月,程方明,李珍宝. 煤炭科学技术. 2015(03)
博士论文
[1]瓦斯爆炸抑制材料的特性及抑爆作用研究[D]. 罗振敏.西安科技大学 2009
硕士论文
[1]惰性气体对丙酮的抑爆研究[D]. 冯梦梦.中北大学 2016
[2]电火源引爆瓦斯的规律和特征研究[D]. 赖芳芳.华北科技学院 2015
[3]变点火能作用下瓦斯爆炸火焰传播特征实验研究[D]. 黄文祥.西安科技大学 2010
本文编号：3033967
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 惰化抑爆的研究现状
1.2.2 点火源实验特性的研究现状
1.2.3 点火源特性对瓦斯抑爆影响的研究现状
1.2.4 现状分析
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
2 实验装置及实验方案
2.1 实验装置
2.1.1 多功能球形气体爆炸实验装置
2.1.2 实验辅助装置
2.1.3 实验点火装置
2.2 实验方案
2.2.1 实验目的
2.2.2 测试方案
2.2.3 实验步骤
2.2.4 实验环境
2.3 本章小结
3 点火源对氮气惰化甲烷爆炸极限的影响规律
3.1 点火源对氮气惰化甲烷爆炸极限的影响
3.1.1 爆炸极限的测试方法
3.1.2 电点火源点火条件下不同浓度氮气对甲烷爆炸极限的影响
3.1.3 高温热源点火条件下不同浓度氮气对甲烷爆炸极限的影响
3.1.4 两种点火源对氮气惰化甲烷爆炸极限的影响
3.1.5 两种点火源对氮气惰化甲烷爆炸危险度的影响
3.2 点火源对爆炸三角形与临界氧浓度的影响
3.2.1 爆炸三角形理论
3.2.2 计算方法
3.2.3 计算结果
3.2.4 点火源对临界氧浓度及爆炸三角形影响结果分析
3.3 本章小结
4 点火源对氮气抑制甲烷爆炸压力的影响
4.1 实验过程及条件
4.1.1 实验过程
4.1.2 实验环境
4.2 点火源对最大爆炸压力及其到达时间的影响
4.2.1 电点火源对最大爆炸压力及其达到时间的影响
4.2.2 高温热源对最大爆炸压力及其达到时间的影响
4.2.3 点火源对最大爆炸压力及其到达时间的影响对比
4.3 点火源对最大爆炸压力上升速率及其到达时间的影响
4.3.1 电点火源对最大爆炸压力上升速率及其到达时间的影响
4.3.2 高温热源对最大爆炸压力上升速率及其到达时间的影响
4.3.3 点火源对最大爆炸压力上升速率及其到达时间的影响对比
4.4 本章小结
5 点火源对氮气抑制甲烷燃爆火焰传播的影响
5.1 氮气对点火源的影响
5.1.1 实验过程及计算方法
5.1.2 氮气对电点火源的影响
5.1.3 氮气对高温热源的影响
5.2 点火源对初燃火焰水平传播速度的影响
5.2.1 实验过程及计算方法
5.2.2 甲烷爆炸初燃火焰水平直径随时间的变化情况
5.2.3 电点火源对初燃火焰水平传播速度的影响
5.2.4 高温热源对初燃火焰水平传播速度的影响
5.2.5 点火源对初燃火焰水平传播速度的影响对比
5.3 点火源对燃烧感应期的影响
5.3.1 实验过程及计算方法
5.3.2 电点火源对燃烧感应期的影响
5.3.3 高温热源对燃烧感应期的影响
5.3.4 点火源对燃烧感应期的影响对比
5.4 本章小结
6 结论及展望
6.1 主要结论
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]CO2与C3F7H抑制CH4爆炸对比实验研究[J]. 李润之. 煤矿安全. 2016(10)
[2]丙酮蒸气爆炸特性及抑爆试验研究[J]. 何昆,石英杰. 消防科学与技术. 2016(08)
[3]我国煤矿火灾防治现状及发展对策[J]. 梁运涛,侯贤军,罗海珠,田富超,于贵生. 煤炭科学技术. 2016(06)
[4]一氧化碳影响二氧化碳惰化甲烷爆炸的实验研究[J]. 程方明,邓军. 西安科技大学学报. 2016(03)
[5]瓦斯爆炸电火源点火特征的实验研究[J]. 史晓亮,徐景德,赖芳芳. 华北科技学院学报. 2016(02)
[6]惰性介质对甲烷/空气预混气体爆炸极限的影响[J]. 曲忠伟,颜事龙,李学超. 爆破器材. 2016(02)
[7]初始温度对二氧化碳抑爆效果影响的实验研究[J]. 冯梦梦,谭迎新,张曦呈,杨亚军. 消防科学与技术. 2015(11)
[8]多元惰气对瓦斯爆炸特性影响的实验研究[J]. 陈金健,胡双启,曹雄. 煤炭技术. 2015(08)
[9]CO2抑制甲烷-空气链式爆炸微观机理的仿真分析[J]. 罗振敏,康凯. 中国安全科学学报. 2015(05)
[10]CO2对矿井多组分可燃性气体抑爆特性的影响[J]. 陈晓坤,丁园月,程方明,李珍宝. 煤炭科学技术. 2015(03)
博士论文
[1]瓦斯爆炸抑制材料的特性及抑爆作用研究[D]. 罗振敏.西安科技大学 2009
硕士论文
[1]惰性气体对丙酮的抑爆研究[D]. 冯梦梦.中北大学 2016
[2]电火源引爆瓦斯的规律和特征研究[D]. 赖芳芳.华北科技学院 2015
[3]变点火能作用下瓦斯爆炸火焰传播特征实验研究[D]. 黄文祥.西安科技大学 2010
本文编号：3033967
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3033967.html
